1 設(shè)計(jì)依據(jù)
低壓配電線路保護(hù)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》，該規(guī)范規(guī)定了電路幾種故障時(shí)的保護(hù)要求，設(shè)計(jì)師的任務(wù)是合理選擇保護(hù)電器的類型，正確整定其技術(shù)參數(shù)?，F(xiàn)在正進(jìn)行該規(guī)范的修訂，本文將按GB50054-95 版本，并結(jié)合正在修訂的內(nèi)容敘述。
低壓保護(hù)電器主要使用低壓斷路器和低壓熔斷器兩類;斷路器從選擇性分類，則有“非選擇型斷路器”(具有反時(shí)限和瞬時(shí)動(dòng)作兩個(gè)過(guò)電流脫扣器)和“選擇型斷路器”(另外還具有短延時(shí)定時(shí)限過(guò)電流脫扣器)兩類，從名稱就知道他們的選擇特性很不相同。
2 低壓配電線路保護(hù)要求
2.1 電路故障時(shí)能自動(dòng)切斷故障回路
電路故障包括以下三類：
(1)短路故障：依靠保護(hù)電器自動(dòng)切斷。
(2)過(guò)負(fù)載：依靠保護(hù)電器自動(dòng)切斷或發(fā)出報(bào)警。
以上兩類均屬過(guò)電流保護(hù)，目的是防止導(dǎo)體過(guò)熱，在達(dá)到規(guī)定的允許最終溫度之前切斷，以防止導(dǎo)線(電纜)損壞，甚至引起火災(zāi)。
(3)接地故障保護(hù)：依靠保護(hù)電器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切斷，除防止電線過(guò)熱外，更主要是作間接接觸電擊防護(hù)。必須指出的是，間接接觸電擊防護(hù)有多種方式，自動(dòng)切斷電源不是惟一的方式，但是卻是最常用的方式。
2.2 要有選擇性切斷電路
故障時(shí)，要求靠近故障點(diǎn)的保護(hù)電器動(dòng)作，而以上各級(jí)保護(hù)電器不應(yīng)動(dòng)作，以保證非故障電路的連續(xù)供電，最大限度縮小停電范圍。
2.3 正常運(yùn)行和設(shè)備正常起動(dòng)中保護(hù)電器不動(dòng)作
這是常規(guī)要求，在GB50055-93《常用用電設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》中有規(guī)定。
3 保護(hù)電器的選型和整定必須處理兩對(duì)矛盾
(1)設(shè)備起動(dòng)時(shí)保護(hù)電器不動(dòng)作與故障時(shí)一定要?jiǎng)幼鞯拿埽呵罢邲Q定了保護(hù)電器的整定電流(即熔斷器的熔體額定電流，或斷路器的瞬時(shí)或短延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流)不能太小，特別是較大功率、直接起動(dòng)的籠式電動(dòng)機(jī);而后者則決定了該值不能太大，特別是離配電變壓器距離較遠(yuǎn)的線路，矛盾將會(huì)突顯。
(2)故障(主要是接地故障)時(shí)保護(hù)電器要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷和上級(jí)保護(hù)要有選擇性切斷。前者要求切斷時(shí)間要比較快，而后者則要求不能太快，要有等待下級(jí)保護(hù)電器動(dòng)作的必要延時(shí);通常是采用反時(shí)限保護(hù)特性(即熔斷器)或上級(jí)有短延時(shí)脫扣器(即選擇型斷路器)的電器。
4 保護(hù)電器的選擇性動(dòng)作是保證連續(xù)供電的重要因素
4.1 連續(xù)供電要求
(1)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)連續(xù)供電要求高，如重要的、安全防護(hù)要求高的生產(chǎn)流程和裝置，交通樞紐(民航、鐵路場(chǎng)站)，供電、供水、供氣和通信、信息中心、計(jì)算機(jī)中心、金融中心及重要比賽的體育場(chǎng)館等，對(duì)連續(xù)供電要求很高，高級(jí)酒店、辦公樓和住宅對(duì)供電要求也越來(lái)越高，因此，在配電設(shè)計(jì)中必須充分考慮。
(2)影響連續(xù)供電的因素很多，如電網(wǎng)供電的保證，變配電設(shè)備的故障幾率，自然氣象條件(雷擊、風(fēng)災(zāi)、冰雪等)的影響，機(jī)械外力對(duì)線路的損壞等，這是難以完全避免的，甚至是不可抗拒的。而保護(hù)電器的非選擇性動(dòng)作、造成的斷電，卻是從配電設(shè)計(jì)的合理性能夠避免，或得到大大改善。
4.2 保護(hù)電器的選型和參數(shù)整定
為了保證上下級(jí)保護(hù)電器有選擇性動(dòng)作、應(yīng)采用下列選型：
(1)選用熔斷器：用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13539.1的熔斷器，其反時(shí)限動(dòng)作特性能很好地保證上下級(jí)之間有選擇性動(dòng)作。
(2)上級(jí)選用帶有短延時(shí)過(guò)電流脫扣器的選擇型斷路器，只要合理整定短延時(shí)脫扣器的額定電流和延時(shí)時(shí)間，就能保證其選擇性。
4.3 當(dāng)前配電設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題
(1)選用高級(jí)非選擇型斷路器，是普遍存在的設(shè)計(jì)不合理因素，當(dāng)末端發(fā)生較大的故障電流時(shí)，可能導(dǎo)致一級(jí)或多級(jí)斷路器非選擇性切斷，這是急待解決的問(wèn)題。
(2)過(guò)多地選用了選擇型斷路器，甚至僅有幾十或百多安培電流的線路，也使用了價(jià)格很貴的選擇型斷路器。
(3)選用了選擇型斷路器，但其參數(shù)整定不正確，如上級(jí)短延時(shí)過(guò)電流脫扣器額定電流太小，甚至小于下級(jí)斷路器之瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器額定電流，或上級(jí)瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器額定電流太小，都可能破壞選擇性動(dòng)作。
4.4 解決方案
(1)電流較大的饋線首端應(yīng)選用選擇型斷路器，其整定要求如下：
?、俣萄訒r(shí)過(guò)電流脫扣器電流Iset2不應(yīng)小于下級(jí)最大的斷路器的短延時(shí)或瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器電流之1.2~1.3 倍，其延時(shí)時(shí)間不宜小于0.3~0.4s。
?、谒矔r(shí)過(guò)電流脫扣器電流宜盡量選大。
(2)中間級(jí)保護(hù)電器宜采用使用安全、分?jǐn)嗄芰Ω?、選擇性好和維護(hù)簡(jiǎn)單方便的熔斷器，上下級(jí)的熔體電流比不小于其過(guò)電流選擇比，即1.6：1。
(3)末端回路的保護(hù)電器沒(méi)有選擇性要求，可采用非選擇型斷路器或熔斷器，但應(yīng)滿足接地故障能按規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷之要求。
(4)研究開(kāi)發(fā)斷路器新品種，具有選擇性特點(diǎn)，期望能達(dá)到下列要求：
?、賹?duì)普通斷路器的瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器進(jìn)行改造，將瞬時(shí)脫扣改變?yōu)榫哂泻撩爰?jí)的延時(shí)特性。
②如可能，最好能具有兩級(jí)選擇性延時(shí)，上下級(jí)脫扣器額定電流比最好能達(dá)到不大于1.6：1，最多不應(yīng)2：1。
?、圻@種斷路器殼架額定電流能達(dá)到63~400A范圍，分?jǐn)嗄芰_(dá)到15~30kA 左右，能滿足一般配電線路的大多數(shù)需要。
?、芟Ｍ茏龅轿锩纼r(jià)廉，便于推廣應(yīng)用，如果能達(dá)到和同容量非選擇型斷路器的價(jià)格的1.5~2.0倍左右，電氣設(shè)計(jì)師和用戶是可以接受的。
可喜的是，現(xiàn)在已經(jīng)有這類產(chǎn)品在研制開(kāi)發(fā)之中，如上海電器科學(xué)研究所、法泰電器(江蘇)股份有限公司、上海電器陶瓷廠有限公司已推出這類新產(chǎn)品，開(kāi)始邁出了成功的第一步。期望繼續(xù)努力，為低壓保護(hù)電器的新發(fā)展，提供更先進(jìn)的新型產(chǎn)品，為低壓配電系統(tǒng)更可靠的供電作出新貢獻(xiàn)。
